握盘转向提示方向盘套

新手司机因判断不准方向盘打转的圈数，易引发起步、停车、掉头、倒车等一连串操作失误。即便是经验丰富的司机，也会因握姿不正确、不确定方向盘的打转圈数等造成开车时误操作，引发交通事故。

如果在不改变汽车方向盘原有结构又方便安装的基础上，通过研究汽车方向盘基本打转圈数，设计一种可显示方向盘打转了几圈，并能及时纠正握姿的装置，就可以减少安全事故的发生。

一、实验与分析

握盘转向提示方向盘套中需安装传感器来感应双手握方向盘的姿势是否正确，什么样的传感器最合适？

通过查找资料我们了解到，红外线传感器、电感传感器、磁感应传感器、微波传感器、电容传感器等都能对移动的物体产生感应。我们以上述几种传感器作为触发信号源，利用12V触发式循环继电器制作了一个模拟沙盘进行对比实验。

1.实验器材

红外线传感器，电感传感器，磁感应传感器，微波传感器，电容传感器，循环继电器，小灯泡，方向盘，导线，电源，塑料板。

2.实验方法

在方向盘上分别安装各种不同的传感器，用导线连接循环继电器的信号触发端，让小灯泡接上循环继电器输出的常开端，再接上电源，将手分别在无覆盖物、覆盖塑料板时放在传感器的上方，观察小灯泡是否发光。实验结果如表1所示。

本装置的传感器需安装在方向盘套内，因此，要求这种传感器不仅能感应到进入感应区的人手，而且在被覆盖塑料板后还能灵敏地感应到人手。从上述实验结果分析可知，可选用电容传感器。

二、转动提示器的设计

方向盘的向右一圈、中间回正、向左一圈在方向盘表面显示都相同，易混淆。为了能让新手司机明确方向盘所处的位置，需设计一个可显示方向盘打转了几圈的转动提示器。此转动提示器能根据钢珠的位置判断方向盘的位置变化。

将转动提示器安装在控制盒内，再设置一个背光灯，通过光敏传感器感应驾驶室内光线的明暗变化。当车内光线较暗时，背光灯打開，能清晰地看到转动提示器内钢珠的位置。转动提示器的结构如图1。

三、方案的设计与分析

握盘转向提示方向盘套包括开关量传感器、光敏传感器、逻辑控制电路、继电器、语音提示装置、转动提示器等，结构如图2。

方向盘上设置了开关量传感器，能准确感应到方向盘的位置，并将信号传输到逻辑控制电路，由逻辑控制电路通过继电器控制设置红、绿信号灯及语音提示装置。

方向盘套的3点及9点位置设置了电容传感器。开关量传感器定位方向盘的三个位置：向右一圈，中间回正，向左一圈，分别连接逻辑控制电路1#、2#、3#位置;电容传感器连接逻辑控制电路4#位置，完成“提醒握姿”功能。当司机双手离开3点、9点的位置超过10秒，或一只手离开3点、9点位置超过10秒，就会发出提示语音：“咚、咚、咚……请双手分别在方向盘的3点与9点位置握稳。”

四、制作装置

1.实物组装

在方向盘的中间放置带开关量传感器、光敏传感器、逻辑控制电路、继电器、语音提示装置等的长方体控制盒，在方向盘外层装一个带有电容传感器的方向盘套。继电器的常闭端分别连接开关量传感器与电容传感器，继电器的常开端连接语音提示装置。

在控制盒中设置一个背光灯，通过光敏传感器感应驾驶室内光线的明暗程度，当车内光线较暗时，背光灯打开，能看清转动提示器内钢珠的位置，如图3。

2.工作原理

（1）工作模式一：向左一圈模式

当钢珠位于图4所示位置时，表示方向盘目前所处的位置是向左一圈。

（2）工作模式二：中间回正模式

当钢珠位于图5所示位置时，表示方向盘目前所处的位置是中间回正。

（3）工作模式三：向右一圈模式

当钢珠位于图6所示位置时，表示方向盘目前所处的位置是向右一圈。

（4）工作模式四：握姿不规范模式

当司机双手离开3点、9点的位置超过10秒，或一只手离开3点、9点位置超过10秒就会报警，并发出语音提示：“请在3点与9点位置握稳方向盘。”

3.装置安装位置的确定

为了保证装置能在不改变原方向盘结构的前提下，准确、有效地感应方向盘圈数，并能充分发挥定位提示与规范握盘姿势的作用，我们将方向盘套安装在方向盘外层。

五、创新点

针对新手司机开车时对方向盘打转操作不熟练的现象，提出帮助他们进行方向盘打转定位的方法，并及时纠正司机握方向盘的姿势，能为降低交通事故发生概率提供参考。（指导老师：陈水章  程友维）

专家点评

唐唯轶、戴辰两位同学完成的“握盘转向提示方向盘套”项目是一项青少年利用自己的创新思维与方式，帮助新手司机解决常遇到的因对方向盘打转的圈数判断不准，继而引发起步、停车、掉头、倒车等操作失误的有趣发明。

以下两点尤其值得赞赏。

第一，他们发现了要解决的问题之后，尽力从已有的知识与经验中提取创新智慧，将小时候自己玩过、训练手指平衡与灵活度的“小钢珠归位”玩具的原理、结构巧妙地移植到了发明项目中，既能提高司机规范握盘的意识，又能使其根据钢珠所在位置准确判断方向盘的位置变化，简单、明了。

第二，两位小发明人为完成这个项目，运用工程思维，对所用的电子器件如开关量传感器、光敏传感器、逻辑控制电路、继电器、语音提示装置等进行了检验与校正，较好地把控了研究的方向与进度。